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        聚四氟乙烯材料薄壁盒體的加工

        2021-03-01 07:16:00
        金屬加工(冷加工) 2021年2期
        關(guān)鍵詞:小塊盒體聚四氟乙烯

        中國電子科技集團(tuán)公司第38研究所精密加工分廠 安徽合肥 230031

        1 序言

        聚四氟乙烯材料是四氟乙烯的聚合物,顏色為白色。聚四氟乙烯具有以下特點。

        1)不吸潮、不燃,對氧、紫外線均極穩(wěn)定,具有優(yōu)異的耐候性。

        2)幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。

        3)絕緣性能好,介質(zhì)損耗小,具有自潤滑性。

        4)具有塑料中最小的摩擦因數(shù),是理想的無油潤滑材料。

        5)材質(zhì)較軟,非常容易切削,屬于易加工材料。

        聚四氟乙烯材料被廣泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織和食品等行業(yè)。

        我單位加工一種聚四氟乙烯材料盒體,由于材質(zhì)較軟且底部較薄,因此加工有一定難度。

        2 聚四氟乙烯盒體加工出現(xiàn)的問題及原因

        圖1所示聚四氟乙烯材料盒體底部很薄,只有1mm,原加工工藝是用壓板壓緊四周,用φ6mm立銑刀由內(nèi)而外分層切削,在切削加工過程中,當(dāng)盒體底部余量在2mm時,由于聚四氟乙烯材料較軟,底面越來越薄,強(qiáng)度逐步降低,在切削力的作用下開始有振顫,繼續(xù)加工就會出現(xiàn)底面被拉起或者被撕裂的現(xiàn)象,使整個零件報廢。

        經(jīng)分析認(rèn)為,由于零件材質(zhì)較軟,零件材料被逐步切除后,當(dāng)切削力大于材料所能承受的強(qiáng)度時,就會產(chǎn)生零件底面被拉起或者被撕裂的現(xiàn)象。

        圖1 聚四氟乙烯材料盒體

        3 改進(jìn)后的工藝方案

        根據(jù)材料特性,重新制定了一套加工工藝方案。

        1)如圖2所示,將零件內(nèi)腔分為4小塊,中間預(yù)留<6mm的加強(qiáng)筋,主要目的是減小一次切削面積。通過中間的加強(qiáng)筋,增強(qiáng)零件底部加工區(qū)域的強(qiáng)度,使零件底面不易被拉起或撕裂。

        圖2 將零件內(nèi)腔分為4小塊

        2)改變切削路徑及切削深度,如圖3所示。從4小塊內(nèi)腔中間位置下刀,加工深度直接到Z向-9mm,不采用分層逐步加工,這樣四周余料的厚度一直保持在9mm,材料的強(qiáng)度大于切削力時,底面就不會被拉起或撕裂。

        圖3 改變切削路徑及切削深度

        3)采用環(huán)形由內(nèi)向外的加工刀具路徑,順時針方向一圈圈往外切削零件余量。順時針切削時切削作用力是向下的,起到將零件下壓的作用,當(dāng)零件余量減少時,底面不會被拉拽起來。

        4)刀具的轉(zhuǎn)速一般控制在3000r/min,進(jìn)給速度500mm/min。這組切削參數(shù)是通過驗證得到的,刀具的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度匹配,在加工零件的過程中可以減少熱量及切削力,零件余量切除后不會產(chǎn)生過多的應(yīng)力,因此不會產(chǎn)生變形。

        5)加工完4小塊內(nèi)腔后,在去除中間加強(qiáng)筋時,關(guān)鍵技巧是通過4塊強(qiáng)力磁鐵的作用,將零件的底部與工作臺壓平并固定住,如圖4所示。針對加強(qiáng)筋逐條分層加工,通過3次下刀去除中間的加強(qiáng)筋。

        圖4 采用磁鐵壓緊

        4 結(jié)束語

        通過采用以上技巧和方法,能夠解決聚四氟乙烯材料盒體的加工難題,保證了加工質(zhì)量。該方法簡單實用,成本很低,可以應(yīng)用于類似的底面較薄的零件加工中。只要磁鐵的吸附力大于切削力,就不用擔(dān)心零件被移動,零件底面會被磁力壓平,加工出來的零件底面就非常平整。

        專家點評

        本文根據(jù)聚四氟乙烯材料的特性,制定了一套完整的加工方案,通過工藝加強(qiáng)筋和磁鐵壓緊的方法,輕松解決了薄壁盒體的加工難題。創(chuàng)新方法獨具特色,磁鐵定位頗具匠心,具有適用面廣、實用性強(qiáng)、操作簡單及成本低廉的優(yōu)點,非常適用于底面較薄的非金屬材料的切削加工。

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